Способ определения степени загрязненности работавшего моторного масла Советский патент 1987 года по МПК G01N33/28 

11282002

Изобретение относится к способам контроля работоспособности моторных масел в двигателях внутреннего сгорания и может быть применено для экспресс-анализа количественного содержания твердой фазы в дисперсных системах.

Целью изобретения является повышение достоверности определения степени загрязненности работавшего моторного масла.

На фиг.1 приведены зависимости между плотностью р и содержанием

Для вывода формулы, определяющей степень загрязненности работавшего масла через плотность, рассмотрим трехкомпонентную систему, состоящую 5 из смеси исходного (свежего) масла, нерастворимых в нем загрязнений и растворимых примесей (топлива).

Плотность вещества определяется формулой

fO

(1)

(х„р) нерастворимых в бензине примесей для различных марок работавших моторных масел, построенные на основе статистической обработки результатов анализа более 350 проб масел разной степени загрязненности (коэффициенты

где m - масса, г;

15

V - объем, см .

Тогда плотность трехкомпонентной смеси

РСМ

m (+ Шг + П)

(2)

корреляции по различным кривым 0,80- тце тл,т и nig - массы соответствен0,91); на фиг.2 - зависимость х, от концентрации нерастворимых в бензине примесей масле M-IOfjUC; на фиг.З - влияние содержания НРБ и дис- тиллятного топлива в масле 25 на изменение плотности масла (где 1 - изменение плотности масла при накоплении в нем НРБ (без разжижения ТОПЛИВОМ; 2 - изменение плотности чистого масла при разжижении топли- 30 вом, 3 - изменение плотности масла при одновременном накоплении в нем НРБ и разжижении топливом).

В качестве физического параметра исходного и работавшего масел прини- 35 мают плотность, а степень загрязненности работавшего масла определяют ino формуле

V, ,V, и V

но нерастворимых загрязнений, масла и попавшего в него топлива;

- объемы соответствующих компонентов смеси.

Определим объем трехкомпонентной смеси:

(3)

V Р

4. --- Р РЗ

Представим т,, т,, и m через массовые концентрации компонентов смеси:

т,+ ту+ т, х,т + х,,т + х,т т(х, + Х2+ X,),(4) .

где Xj,X- и Xj - массовые концентрации соответственно 40загрязнений, масла

V filPc«i iL

V РСМ(Р--Р2)

- ПЛОТНОСТЬ работавшего масС учетом этого выражение (3) пре- образитсй к виду

тг / J. J. Ч

V т(-р- -р- -р-) .

(5)

Тогда с учетом формулы (1) плотность трехкомпонентной смеси

Р,р.р,

« рем . 3 ла, г/см ;

Pi - плотность исходного масла,

г/см ; 45

р, - плотность нерастворимых в

масле загрязнений, г/см . ; Плотность масла выбрана в качестве физического параметра, характеризующего степень загрязненности мае- Q р ла (содержание нерастворимых в нем примесей), по следующей причине. Применительно к дисперсным системам с р уравнение (6) относительно концентрацией твердой фазы, характер- концентрации нерастворимых загрязне- нрй для реального диапазона 55 ний х, и имея в виду, что х, 1 - -(х, Xj), получаем

Р.х,с..(Р2 -Pi)+P3 (Pc«lf J

V - .. -«« -, -

X,P.p5 + Xj

P P

+ X,

P.p2

(6)

НИЯ примесей в работавших моторных маслах, между плотностью и концентрацией нерастворимых загрязнений сущее твует линейная зависимость.

Рзрс«(р.-рг)

.(1

Для вывода формулы, определяющей степень загрязненности работавшего масла через плотность, рассмотрим трехкомпонентную систему, состоящую из смеси исходного (свежего) масла, нерастворимых в нем загрязнений и растворимых примесей (топлива).

Плотность вещества определяется формулой

(1)

где m - масса, г;

15

V - объем, см .

Тогда плотность трехкомпонентной смеси

РСМ

m (+ Шг + П)

(2)

V, ,V, и V

но нерастворимых загрязнений, масла и попавшего в него топлива;

- объемы соответствующих компонентов смеси.

Определим объем трехкомпонентной меси:

(3)

V Р

4. --- Р РЗ

Представим т,, т,, и m через массовые концентрации компонентов смеси:

т,+ ту+ т, х,т + х,,т + х,т т(х, + Х2+ X,),(4) .

Xj - массовые концентрации соответственно загрязнений, масла

и топлива.

этого выражение (3) пре- виду

тг / J. J. Ч

V т(-р- -р- -р-) .

(5)

Тогда с учетом формулы (1) плотность трехкомпонентной смеси

Р,р.р,

р р уравнение (6) относительно концентрации нерастворимых загрязне- ний х, и имея в виду, что х, 1 - -(х, Xj), получаем

уравнение (6) относительно ции нерастворимых загрязне имея в виду, что х, 1 - , получаем

X,P.p5 + Xj

P P

+ X,

P.p2

(6)

,с..(Р2 -Pi)+P3 (Pc«lf J

.. -«« -, -

Рзрс«(р.-рг)

.(1

где р, , PJ и PJ

плотность соответственно нерастворимых загрязнений, исходного масла и топлива, г/см .

Формула (7) вьфажает аналитическую зависимость для определения массовой концентрации в работавшем масле нерастворимых в нем загрязнений с учетом возможного влияния попавшего в масло топлива (через концентрацию Xj и плотность топлива). Влияние растворимых в масле примесей, т.е. топлива, на к, незначительно. Плотность топлив, в особенности дизельных, близка к плотности моторных

Предложенный способ обладает хорошей воспроизводимостью, а результаты определения не зависят от механического состояния взвешенных в масле час

масел (0,85-0,93), а их попадание

в масло при эксплуатации двигателей

допускается, как правило, не более

5% из-за резкого снижения температу- 20 иц примесей, например их дисперсности. Способ дает возможность в эксплуатационных условиях осуществлять экспресс-контроль качества работающего масла по одному из важнейших его па- 25

ры вспышки и увеличения пожароопас- ности. Расчетный анализ, проведенный по формуле (7) показал, что искажение величины X, в случае попадания

максимально допустимого количества топлива наименьшей возможной плотности в работающее масло составляет не более 10-15%. Такая величина искажения при определении степени загряз ненности масла и решении вопроса о необходимости его замены в двигателе практического значения не имеет. Поэтому влиянием возможного попадания топлива пренебрегают. Тогда формула (7) преобразится к виду

раметров - загрязненности.

Формула

изобретения

Способ определения степени загряз- 30 ненности работавшего моторного масла, заключающийся в измерении физических параметров исходного и работавшего масел и последунлцем вычислении степени загрязненности, отличаю- j щ и и с я тем, что, с целью повьш1е- ния достоверности, в качестве физических параметров используют плотности исходного и работавшего масел и плотность нерастворимых в масле заг- 40 рязнений, а вычисление степени загрязненности X j ведут по формуле

X )-.

Ргм(р.-Рг)

(8)

Выражение (8) показывает массовую концентрацию нерастворимых в масле загрязнений. Зная значение р, (по результатам физико-химического анализа р, 1,64 г/см ) и плотность исходного (свежего) масла р из паспортных

Способ определения степени загряз- 30 ненности работавшего моторного масла, заключающийся в измерении физических параметров исходного и работавшего масел и последунлцем вычислении степени загрязненности, отличаю- j щ и и с я тем, что, с целью повьш1е- ния достоверности, в качестве физических параметров используют плотности исходного и работавшего масел и плотность нерастворимых в масле заг- 40 рязнений, а вычисление степени загрязненности X j ведут по формуле

X fliPejlf 2) рсм(р. -Р)

данных, либо определив ее непосред- 5 Д Рем Pi Р соответственно плот- qTBeHHo, например, ареометром, а в Дальнейшем периодически оперативно контролируя плотность работающего масла у по формуле (8) можно определить степень загрязненности работав-50

ности работавшего масла, исходного масла и нерастворимых в масле загрязнений.

820024

шего моторного масла. В случае, если контроль наличия в масле маловязкого топлива по температуре вспышки масла показывает наличие значительного ко- с личества топлива, которым нельзя пренебречь при определении плотности, то степень загрязненности работавшего масла подсчитывается по формуле (7). Степень загрязненности масла х,,

JO подсчитанная по формуле (8) на основе замеров плотности исходного и работавшего масел, хорошо коррелирует с результатами определения концентрации нерастворимых в бензине примесей ме15 тодом-центрифугирования (фиг.2).

Предложенный способ обладает хорошей воспроизводимостью, а результаты определения не зависят от механического состояния взвешенных в масле примесей, например их дисперсности. Способ дает возможность в эксплуатационных условиях осуществлять экспресс-контроль качества работающего масла по одному из важнейших его па-

раметров - загрязненности.

Формула

изобретения

Способ определения степени загряз- ненности работавшего моторного масла, заключающийся в измерении физических параметров исходного и работавшего масел и последунлцем вычислении степени загрязненности, отличаю- щ и и с я тем, что, с целью повьш1е- ния достоверности, в качестве физических параметров используют плотности исходного и работавшего масел и плотность нерастворимых в масле заг- рязнений, а вычисление степени загрязненности X j ведут по формуле

X fliPejlf 2) рсм(р. -Р)

соответственно плот-

ности работавшего масла, исходного масла и нерастворимых в масле загрязнений.

г,о .0 s,o /w,% Фиг.1

P. (

0,910

0,900

2,0

«;

Содержание НРБ, /

Редактор И.Николайчук

2Л э 8,0 laOg g ., Cooep cfHue дисти,1/1ятного топ/tuoa б , %

Фuz 3

Составитель Н.Патрахальцев Техред Л.Сердюкова Корректор А.Ильин

7 г j 4

5 S 7 8 9 Ю X,

фиг.2

НР6,%

/

6,0

я п lO,0

Содержание НРБ, /

8,0 laOg g сти,1/1ятного топ/tuoa б ,

Заказ.7258/41Тираж 776Подписное

ВНИИПИ Государственного комитетд СССР

по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Произворственно-полиграфическое предприятие, г.Ужгород, ул.Проектная, 4